分散劑是化學和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用的重要物質,其功能是將固體顆?;蛞后w均勻分散在液體介質中,形成穩(wěn)定的懸浮液或乳濁液。在涂料體系選擇分散劑時,需根據(jù)具體體系類型和顏料特性決定離子型態(tài):
水性涂料
水性體系對分散劑的相容性和穩(wěn)定性要求較高。優(yōu)先選用陰離子型(聚丙烯酸鈉(如羧酸鹽,其分子結構中含羧酸基團)、磷酸鹽類(例如磷酸酯類、磺酸鹽類等))或非離子型分散劑(聚氧乙烯醚類等)。通過靜電排斥作用分散顆粒,成本低,分散效果好。
1、陰離子型分散劑。適合無機顏料(如鈦白粉、碳酸鈣),但需控制pH值在8-9以保持最佳效果。
2、非離子型分散劑。適合有機顏料和部分無機顏料。對pH值敏感度低,適用范圍更廣。分散效果相對陰離子型差一點。
溶劑型涂料
溶劑型體系需要分散劑具有良好的溶解性和分散效果。推薦使用高分子型(如聚氨酯、丙烯酸酯類)或受控自由基型分散劑。這類分散劑通過空間位阻作用增強與樹脂的纏繞吸附,適合有機顏料和高濃度顏料體系。分散穩(wěn)定性好,適合復雜體系。但目前溶劑型高分子型分散劑的成本還是較高的。
高固體分涂料
高固體分體系需要更強的空間位阻作用。需采用高分子型(如聚氨酯類)分散劑,其空間位阻作用能有效穩(wěn)定高濃度顏料體系。
常見的顏料特性適配對應選擇離子型態(tài):
無機顏料(鈦白粉、鐵紅):陰離子型(磷酸酯類、磺酸鹽類)通過極性基團結合效果好。
有機顏料(酞菁藍、偶氮顏料):陽離子型(季銨鹽類)或高分子型分散劑增強吸附穩(wěn)定性。
炭黑及效應顏料:陽離子型分散劑因強吸附性可有效分散。
通常對性能要求主要體現(xiàn)以下幾點:
1、分散效率:選擇能夠快速潤濕顏料表面并降低界面張力的分散劑。
2、穩(wěn)定性:確保分散劑能夠長期防止顏料絮凝和沉降。
3、相容性:分散劑應與涂料體系中的其他成分(如樹脂、助劑)相容,避免發(fā)生反應或析出。
4、流變性能:分散劑應有助于改善涂料的流平性和施工性能。
使用注意事項
1、添加量:通常為顏料重量的:0.5-2%,具體用量需通過實驗確定。
2、添加順序:先加入分散劑,再加入顏料,確保分散劑充分潤濕顏料表面。
3、pH值控制:對于陰離子型分散劑,控制pH值在8-9,以確保最佳效果。
4、研磨工藝:在研磨過程中加入分散劑,提高分散效率。
5、避免陽離子型與陰離子型分散劑混用,可能引發(fā)反應或降低效果
總結
涂料生產(chǎn)中除了選擇合適離子型態(tài)的分散劑,優(yōu)良的分散劑應具備良好的分散性能,防止填料粒子之間的相互聚集。它還應與樹脂、填料具有適當?shù)南嗳菪?,具備良好的熱穩(wěn)定性。在成型加工時,分散劑應具有良好的流動性,不會引起顏色飄移。此外,優(yōu)良的分散劑不應影響制品的性能,應無毒、價廉。